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可控串联补偿（TCSC）对输电线路继电保护影响的研究

摘要：可控串联补偿电容器可以解决系统中的某些稳定性问题，可控串联补偿电容器是实现交流系统灵活输电的重要组成部分。TCSC装置的作用是利用可控硅控制触发角口的改变对电容器进行旁路、投入或部分的调节,可令TCSC装置快捷平滑地调节串接于输电线路中的有效容抗值,以致达到提高系统传输能力,灵活控制系统中的潮流,改善系统的暂态稳定性等目的。本论文通过分析大电网系统中有的一系列问题,说明了在电网中采用TCSC的必要性,同时也在综合考虑了TCSC的结构特点、谐波特性及动态基频阻抗特性的基础上,分析了含串补电容补偿线路的工作特性,同时着重分析了TCSC对输电线路继电保护的影响,其中主要包括TCSC对距离保护的影响。

关键词：可控串补,继电保护,距离保护,低频电流分量

目录

TOC\o1-3\h\u31832摘要 3

31802Abstract 3

9396引言 4

257491国内外研究现状 4

92081.1FACTS技术及其国内外研究现状 4

102211.2TCSC及其国内外研究现状 4

225631.3TCSC对继电保护的影响及研究现状 5

194371.4本论文所做的工作 5

310342TCSC的结构特点及性质分析 6

218942.1TCSC的结构特点 6

229062.2TCSC的工作原理 6

293822.3TCSC的运行模式 7

103312.4TCSC的基本特性解析式 8

287672.5TCSC的特性 9

221382.5.1TCSC的谐波特性 9

164872.5.2TCSC的阻抗特性 10

270943TCSC的仿真 10

174333.1未加入TCSC的简单单相电力系统模型 10

197263.2单相TCSC模型的建立 13

226893.3包含单相TCSC电力系统的模型 14

147243.4单相电力系统的仿真比较 14

264204TCSC对输电线路继电保护的影响 17

70514.1TCSC对距离保护的影响 17

314934.1.1TCSC动态基频阻抗对输电线路距离保护的影响 17

23124.1.2TCSC的谐波特性对距离保护的影响 18

132764.1.3TCSC对故障分量距离保护的影响 19

261664.2TCSC对电流差动保护的影响 23

251724.3TCSC对纵联保护的影响 24

290344.4TCSC对阻抗方向保护的影响 25

171584.5TCSC输电线路对继电保护的配置要求分析 26

302155结论 26

引言

1国内外研究现状

1.1FACTS技术及其国内外研究现状

如今电力电子元件容量向着大功率和高电压方向发展，涌现了一类为契合电力系统向远距离、大容量输送电，需要一种对其本身参数快速控制的设备一一柔性交流传输设备(FlexibleACTransmissionSystems,简称为FACTS)，技术以电力电子技术与现代控制理论为基本，具备对交流输电系统参数和网络结构的轻便快捷控制的功能。此技术的出现很好地完善了输电网运行与发展中种种困难的全面要求，在控制电网潮流、提高系统稳定性以及传输容量方面带来了可行性的解决开端，因此受到业界广泛认可。FACTS是80年代末,这个概念由美国电力研究所(EPRI)的N.G.Hingorani博士总结得出。他第一个关于FACTS的定义就是：柔性交流输电系统，也就是FACTS是在晶闸管的控制器的集合，其中有移相器、静止无功补偿器、动态制动器、可控串联电容调节器及带载调压器与故障电流限制器等。领域内学者也加入研究，不断丰富FACTS概念。更甚，在FACTS概念的指导下，新的FACTS设备，如TCSC、以可关断器件为基础的的STATCOM和UPFC等也相继问世，进而反育这一概念本身[1]。

FACTS的概念一经提出就受到了业界的广泛关注，并被业界具备权威性的相关技术研究者和工作组认定为“现代电力系统中具有翻天覆地意义的前沿性课题之一”，其为解决现代电力系统问题提供了一种极为有效的解决方法。

国外研制并应用FACTS装置的速度较快，从1960年以后即开始使用SVC，而应用在输电电压控制中则自1970年末期开始，并应用在对输电线路电压控制及提高系统的稳定性